JP5029680B2 - Engine stop / start control device - Google Patents
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Description
本発明は、エンジン停止始動制御装置に関するものである。 The present invention relates to an engine stop / start control device.
従来、例えばアクセル操作やブレーキ操作などといった停車又は発進のための動作等を検知してエンジンの自動停止及び自動再始動を行う、所謂アイドルストップ機能を備えるエンジン制御システムが知られている。このアイドルストップ制御により、エンジンの燃費低減等の効果を図っている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an engine control system having a so-called idle stop function that detects an operation for stopping or starting such as an accelerator operation or a brake operation to automatically stop and restart an engine. By this idle stop control, effects such as engine fuel consumption reduction are achieved.
エンジンを再始動させる場合、基本的には、キー操作に伴うエンジン始動時と同様に、まずスタータによりエンジンの駆動軸(クランク軸)に初期回転が付与される。具体的には、スタータモータに設けられたピニオンを回転軸の軸線方向に押し出すことにより、クランク軸に連結されたリングギヤにピニオンを噛み合わせ、スタータモータへの通電制御によりピニオンを回転させることでリングギヤを回転駆動させる。これにより、クランキングが開始され、エンジン始動が行われる。 When restarting the engine, basically, the initial rotation is first applied to the drive shaft (crankshaft) of the engine by the starter, as in the case of engine start accompanying key operation. Specifically, the pinion provided on the starter motor is pushed in the axial direction of the rotating shaft, the pinion is engaged with the ring gear connected to the crankshaft, and the pinion is rotated by energization control to the starter motor. Is driven to rotate. Thereby, cranking is started and the engine is started.
エンジンの再始動要求があった場合、ドライバビリティ向上等の観点からすると、できるだけ速やかにエンジンを再始動させるのが望ましく、そのための技術が種々提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、エンジン回転速度の降下中に再始動要求があった場合、エンジン回転が完全に停止するのを待たずにスタータによるクランキングを開始することが開示されている。具体的には、エンジン自動停止後においてエンジン回転速度がゼロになる前に再始動要求があった場合、リングギヤに噛み込ませる直前の位置までピニオンを押し出して待機させた状態でピニオンを回転させ、ピニオン回転速度及びリングギヤ回転速度(エンジン回転速度)に基づいて同期が成立したと判定された時点でピニオンをリングギヤに噛み合わせる。
When there is a request for restarting the engine, it is desirable to restart the engine as quickly as possible from the viewpoint of improving drivability, and various techniques have been proposed for that purpose (see, for example, Patent Document 1).
更に詳しくは、スタータのモータ部において分巻コイルを備えており、分巻コイルの通電電流をデューティ制御することによりピニオンの回転速度を制御可能になっている。そして、ピニオン回転速度をリングギヤ回転速度に同期させる際には、スタータ特性に基づいて分巻コイルのディーティ比を決定し、そのデューティ比で分巻コイルへの通電を行うことにより、ピニオン回転速度を目標回転速度まで上昇させる。また、ピニオン押し出しについても電磁アクチュエータの通電デューティ制御により行っており、具体的には、同アクチュエータへの通電を所定のデューティ比で行うことで、ピニオンが停止しない程度に非常にゆっくりとピニオンを押し出しながらピニオンをリングギヤに接近させる。そして、ピニオン回転速度とリングギヤ回転速度とが同期した時点で、電磁アクチュエータのデューティ比を最大値に切り替えることでピニオンの押し出し力を最大にし、ピニオンをリングギヤに速やかに噛み合わせる。この制御により、同期が成立した時点で速やかにピニオンをリングギヤに噛み合わせるようにしている。 More specifically, the starter motor section is provided with a shunt coil, and the rotation speed of the pinion can be controlled by duty-controlling the energization current of the shunt coil. When synchronizing the pinion rotation speed with the ring gear rotation speed, the duty ratio of the shunt coil is determined based on the starter characteristics, and the pinion rotation speed is reduced by energizing the shunt coil with the duty ratio. Increase to the target rotation speed. Also, pinion push-out is performed by energization duty control of the electromagnetic actuator.Specifically, by energizing the actuator with a predetermined duty ratio, the pinion is pushed out very slowly so that the pinion does not stop. While moving the pinion closer to the ring gear. When the pinion rotation speed and the ring gear rotation speed are synchronized, the pushing force of the pinion is maximized by switching the duty ratio of the electromagnetic actuator to the maximum value, and the pinion is quickly meshed with the ring gear. By this control, the pinion is immediately meshed with the ring gear when synchronization is established.
しかしながら、上記特許文献1では、同期判定のためにピニオン回転速度を検出する必要があり、そのための構成として例えばセンサなどといった検出手段を設ける必要がある。また、ピニオンをリングギヤに噛み合わせるのに際し、ピニオンの回転速度やピニオンを押し出すタイミングをデューティ比に基づき制御する必要があり、エンジン再始動時のスタータ駆動制御が複雑になる。さらに、その制御を実現するために分巻コイル等の特別な構成が必要になる。
However, in
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、複雑な制御や特別な構成を用いることなく適正なタイミングでピニオンをリングギヤに噛み合わせることができるエンジン停止始動制御装置を提供することを主たる目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and provides an engine stop / start control device capable of meshing a pinion with a ring gear at an appropriate timing without using complicated control or a special configuration. Is the main purpose.
本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用した。 The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
本発明は、所定の自動停止条件が成立した場合にエンジンを自動停止し、その後所定の再始動条件が成立した場合にスタータによるクランキングを実施して前記エンジンを再始動する自動停止始動機能を有し、エンジン再始動に際して、前記エンジンの出力軸に連結されたリングギヤに前記スタータのピニオンを噛み合わせた状態でクランキングを実施し、そのクランキングの終了後に前記噛み合わせを解除するエンジン停止始動制御装置に関する。特に、請求項1に記載の発明は、前記再始動条件の成立に伴い前記ピニオンの回転を開始する回転制御手段と、前記再始動条件の成立時のエンジン回転速度である始動時回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記ピニオンと前記リングギヤとの噛み合わせタイミングでそれら両方の回転速度を同期させるべく、前記回転制御手段による前記ピニオンの回転開始から該ピニオンとリングギヤとの噛み合わせまでの所要時間を、前記回転速度検出手段により検出した始動時回転速度に基づいて設定する所要時間設定手段と、前記所要時間設定手段により設定した所要時間に基づいて、前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせる噛み合わせ動作を制御する噛み合わせ制御手段と、を備えることを特徴とする。 The present invention has an automatic stop start function that automatically stops the engine when a predetermined automatic stop condition is satisfied, and then restarts the engine by performing cranking by a starter when the predetermined restart condition is satisfied. The engine is stopped and restarted when cranking is performed with the starter pinion meshing with a ring gear connected to the output shaft of the engine when the engine is restarted, and the meshing is released after the cranking is completed. The present invention relates to a control device. In particular, the invention according to claim 1 detects a rotation control means for starting rotation of the pinion when the restart condition is satisfied, and a starting rotation speed that is an engine rotation speed when the restart condition is satisfied. The rotation speed detecting means, and the rotation of the pinion by the rotation control means until the meshing of the pinion and the ring gear is performed in order to synchronize the rotational speeds of the pinion and the ring gear with each other. Time required setting means for setting the time based on the starting rotational speed detected by the rotational speed detecting means, and meshing for engaging the pinion with the ring gear based on the required time set by the required time setting means And a meshing control means for controlling the operation.
要するに、エンジン自動停止後のエンジン再始動において、エンジン回転速度がゼロになる前に再始動条件が成立した場合、例えばスタータモータによりピニオンの回転速度とリングギヤの回転速度(エンジン回転速度)とを同期させた状態にして両者を噛み合わせることがある。一方、ピニオンの回転速度とリングギヤの回転速度とが同期されていないと、ピニオンとリングギヤとの噛み合わせがスムーズに行われず、結果としてクランキングが開始されるまでに時間がかかったり、あるいはショックが発生したりすることが考えられる。 In short, if the restart condition is satisfied before the engine speed reaches zero during engine restart after automatic engine stop, for example, the starter motor synchronizes the rotation speed of the pinion and the rotation speed of the ring gear (engine speed). In some cases, the two are engaged with each other. On the other hand, if the rotation speed of the pinion and the rotation speed of the ring gear are not synchronized, the pinion and the ring gear do not mesh smoothly, and as a result, it takes time until cranking starts or there is a shock. It is possible that it will occur.
本発明者らは、ピニオンの回転開始から同期状態となるまでの時間、すなわちピニオンの回転開始からピニオンとリングギヤとの噛み合わせまでの所要時間が、再始動条件成立時のエンジン回転速度(始動時回転速度)に応じて異なることに着目した。すなわち、請求項1に記載の発明では、始動時回転速度に基づいて、ピニオンの回転開始からピニオンとリングギヤとの噛み合わせまでの所要時間を設定する。これにより、ピニオンとリングギヤとの噛み合わせを、始動時回転速度に応じた適正な時期で実施することができる。また、今回のエンジン再始動における始動時回転速度を算出するだけで上記所要時間を設定できる。したがって、本発明によれば、複雑な制御や特別な構成を用いることなく、適正なタイミングでピニオンとリングギヤとを噛み合わせることができ、ひいては噛み合わせ時の不都合を回避することができる。 The inventors have determined that the time from the start of rotation of the pinion to the synchronized state, that is, the time required from the start of rotation of the pinion to the meshing of the pinion and the ring gear is the engine speed at the time when the restart condition is satisfied ( We paid attention to the difference depending on the rotation speed. That is, according to the first aspect of the present invention, the required time from the start of rotation of the pinion to the meshing of the pinion and the ring gear is set based on the rotation speed at start. Thereby, the meshing of the pinion and the ring gear can be performed at an appropriate time according to the starting rotational speed. Further, the required time can be set only by calculating the starting rotational speed in the current engine restart. Therefore, according to the present invention, the pinion and the ring gear can be engaged with each other at an appropriate timing without using complicated control or a special configuration, and inconvenience at the time of engagement can be avoided.
また、ピニオンの回転開始からピニオンとリングギヤとの噛み合わせまでの所要時間に代えて、ピニオンの回転速度とリングギヤの回転速度との回転差が所定範囲、具体的には両者が同期状態になったと判断される範囲に入るまでの時間を始動時回転速度に基づいて設定した場合にも上記請求項1と同様の効果を得ることができる。よって、請求項2に記載の発明のように、上記所要時間設定手段として、前記再始動条件の成立に伴う前記ピニオンの回転開始後において当該ピニオンの回転速度と前記リングギヤの回転速度との回転差が所定範囲に入るまでの所要時間を、前記回転速度検出手段により検出した始動時回転速度に基づいて設定する手段を備える構成としてもよい。 Also, instead of the required time from the start of rotation of the pinion to the engagement of the pinion and the ring gear, the rotational difference between the rotational speed of the pinion and the rotational speed of the ring gear is within a predetermined range, specifically, both are in a synchronized state. The same effect as that of the first aspect can be obtained also when the time required to enter the determined range is set based on the starting rotational speed. Therefore, as in the invention according to claim 2, the rotation time difference between the rotation speed of the pinion and the rotation speed of the ring gear after the start of rotation of the pinion accompanying the establishment of the restart condition is used as the required time setting means. It is good also as a structure provided with a means to set the required time until it enters into a predetermined range based on the starting rotational speed detected by the said rotational speed detection means.
ピニオンの回転開始時において、ピニオンとリングギヤとが非接触の状態である構成では、ピニオンの噛み合わせ動作の開始(例えばリングギヤに向かう方向への移動開始)から実際にピニオンとリングギヤとが噛み合わされる(接触状態にされる)までには時間を要する。したがって、ピニオンとリングギヤとの噛み合わせを最適なタイミングで行うには、そのタイミングよりも、噛み合わせ動作に要する時間だけ早くピニオンの作動を開始する必要がある。したがって、請求項3に記載の発明のように、前記回転制御手段による前記ピニオンの回転開始後において、前記噛み合わせ動作を開始させるタイミングを、前記所要時間設定手段により設定した所要時間に基づいて制御する。こうすることにより、ピニオンとリングギヤとの噛み合わせを適正な時期に行うといった効果が好適に得られる。また、噛み合わせに要する時間は、始動時回転速度にかかわらず、基本的には略一定であると考えられる。したがって、この構成によれば、ピニオンの噛み合わせ動作の開始時期を制御することで、ピニオンの回転開始から噛み合わせまでの所要時間に基づくピニオンの噛み合わせ動作を比較的簡単な制御で行うことができる。 In a configuration in which the pinion and the ring gear are not in contact with each other when the pinion starts to rotate, the pinion and the ring gear are actually engaged from the start of the engagement operation of the pinion (for example, the movement toward the ring gear). It takes time until it is brought into contact. Therefore, in order to mesh the pinion and the ring gear at an optimum timing, it is necessary to start the operation of the pinion earlier than the timing by the time required for the meshing operation. Therefore, as in the invention described in claim 3, after the rotation of the pinion by the rotation control means, the timing for starting the meshing operation is controlled based on the required time set by the required time setting means. To do. By doing so, the effect that the pinion and the ring gear mesh with each other at an appropriate time can be suitably obtained. Further, it is considered that the time required for meshing is basically substantially constant regardless of the starting rotational speed. Therefore, according to this configuration, by controlling the start timing of the pinion meshing operation, the pinion meshing operation based on the required time from the start of rotation of the pinion to the meshing can be performed with relatively simple control. it can.
請求項4に記載の発明のように、前記エンジンのイグニッションスイッチにより前記ピニオンを回転駆動する場合と同一の回転速度で前記ピニオンを回転駆動するといった比較的簡単な構成を採用した場合に、上記効果、つまり複雑な制御や特別な構成を用いることなくピニオンとリングギヤとの噛み合わせを好適に実施するといった効果を好適に得ることができる。つまり、この構成によれば、始動時回転速度に基づいてピニオンの回転開始から噛み合わせまでの所要時間を設定することでピニオンの回転速度とリングギヤの回転速度を同期させるため、ピニオンの回転速度をリングギヤの回転速度に同期させるための通電制御といった複雑な制御を必要としない。 The effect described above can be obtained when a relatively simple configuration is adopted in which the pinion is rotationally driven at the same rotational speed as the case where the pinion is rotationally driven by the ignition switch of the engine as in the invention described in claim 4. That is, it is possible to suitably obtain the effect that the pinion and the ring gear are suitably meshed without using complicated control or a special configuration. In other words, according to this configuration, the rotation speed of the pinion is synchronized with the rotation speed of the ring gear by setting the required time from the start of rotation of the pinion to the meshing based on the rotation speed at the time of starting. There is no need for complicated control such as energization control to synchronize with the rotation speed of the ring gear.
具体的には、請求項5に記載の発明のように、前記所要時間設定手段により設定される所要時間が、前記ピニオンの噛み合わせ動作の開始から該ピニオンと前記リングギヤとの噛み合わせまでに要する時間以上となる場合に前記所要時間に基づいて前記噛み合わせ動作を制御するといった構成を適用するとよい。上記所要時間が噛み合わせ動作に要する時間以上では、ピニオンを回転開始後に該ピニオンとリングギヤとの噛み合わせを実施する可能性が高い。したがって、本構成とすることにより、ショック抑制等といった効果を好適に得ることができる。 Specifically, as in the invention described in claim 5, the required time set by the required time setting means is required from the start of the engagement operation of the pinion to the engagement of the pinion and the ring gear. A configuration in which the meshing operation is controlled based on the required time when the time is longer than the time may be applied. When the required time is longer than the time required for the meshing operation, it is highly likely that the pinion and the ring gear are meshed after the rotation of the pinion is started. Therefore, with this configuration, it is possible to suitably obtain effects such as shock suppression.
一方、所要時間が噛み合わせ動作時間よりも短い場合には、ピニオンの回転速度とリングギヤの回転速度との同期状態が形成された時点でピニオンとリングギヤとを噛み合わせることができない。そこで、請求項5に記載の発明のように、前記所要時間設定手段により設定される所要時間が、前記ピニオンの噛み合わせ動作の開始から該ピニオンと前記リングギヤとの噛み合わせまでに要する時間よりも短い場合に、前記所要時間に基づく前記噛み合わせ動作を実施しない構成とする。つまり、所要時間が噛み合わせ動作時間よりも短い場合には、ピニオンをリングギヤに噛み合わせた後、ピニオンを回転駆動させる。 On the other hand, when the required time is shorter than the meshing operation time, the pinion and the ring gear cannot be meshed when the synchronization state between the rotation speed of the pinion and the rotation speed of the ring gear is formed. Therefore, as in the invention described in claim 5, the required time set by the required time setting means is longer than the time required from the start of the engagement operation of the pinion to the engagement of the pinion and the ring gear. In a short case, the meshing operation based on the required time is not performed. That is, when the required time is shorter than the meshing operation time, the pinion is meshed with the ring gear and then the pinion is driven to rotate.
リングギヤの回転速度がピニオンの回転速度よりも低い状態で両者が噛み合わされた場合、リングギヤの回転速度がピニオンの回転力により急速に上昇し、ショックが発生することが考えられる。その点に鑑み、請求項7に記載の発明では、前記スタータには、前記エンジン回転速度が前記ピニオンの回転速度よりも高い場合に該ピニオンの回転力を前記スタータ側へ伝達するのを遮断するクラッチ装置が設けられ、前記所要時間設定手段が、所要時間に基づいて前記噛み合わせ動作が開始された場合に、前記ピニオンと前記リングギヤとの噛み合わせが、前記エンジン回転速度が前記ピニオンの回転速度よりも高くかつ前記エンジン回転速度と前記ピニオンの回転速度の差分が所定値以下で実施されるように前記所要時間を設定する。こうすることで、ピニオンとリングギヤとの噛み合い時におけるショックを抑制することができる。また、いわゆるワンウエイクラッチが設けられている構成であれば、リングギヤの回転速度がピニオンの回転速度よりも高い状態でピニオンとリングギヤとを噛み合せても、ピニオンの回転がスタータ側に伝達されないため、エンジンによりスタータが駆動されるといった不都合も懸念されずに済む。 If the ring gears are engaged with each other when the rotational speed of the ring gear is lower than the rotational speed of the pinion, the rotational speed of the ring gear rapidly increases due to the rotational force of the pinion, and a shock may occur. In view of this, in the invention according to claim 7, the starter is blocked from transmitting the rotational force of the pinion to the starter side when the engine rotational speed is higher than the rotational speed of the pinion. When the clutch device is provided and the required time setting means starts the meshing operation based on the required time, the meshing between the pinion and the ring gear is performed so that the engine rotational speed is the rotational speed of the pinion. And the required time is set so that the difference between the engine rotation speed and the rotation speed of the pinion is less than a predetermined value. By doing so, it is possible to suppress a shock when the pinion and the ring gear mesh. Also, if the so-called one-way clutch is provided, the rotation of the ring gear is higher than the rotation speed of the pinion, and the rotation of the pinion is not transmitted to the starter even if the pinion and the ring gear are engaged. Therefore, the inconvenience that the starter is driven can be avoided.
再始動条件成立後のエンジン回転速度の落ち込み変化やピニオンの回転速度の上昇変化の推移は、エンジンやエンジンによって駆動される補機の運転状態に応じて異なることが考えられる。具体的には、例えばエンジンの低温時には高温時に比べてエンジンフリクションが大きく、結果としてエンジン回転速度(リングギヤの回転速度)の落ち込み変化の度合いが大きくなることが考えられる。また、バッテリの充電状態が低下している場合には、バッテリ充電状態が良好である場合に比べてピニオンの回転速度の上昇が緩慢になり、ピニオンの回転速度がリングギヤの回転速度に同期するまでの時間が長くなることが考えられる。その点に鑑み、請求項8に記載の発明では、前記エンジン又は該エンジンによって駆動される補機の運転状態に応じて前記所要時間を設定する。こうすることで、エンジン等の運転状態の相違に起因するエンジン回転速度又はピニオン回転速度の変化度合いに応じて、ピニオンをリングギヤに噛み合わせるまでの時間を変更することができる。したがって、適正なタイミングでピニオンをリングギヤに噛み合わせる上で好適である。 It is conceivable that the transition of the change in the engine rotation speed and the increase in the rotation speed of the pinion after the restart condition is satisfied differ depending on the operating state of the engine and the auxiliary machine driven by the engine. Specifically, for example, when the engine is at a low temperature, the engine friction is larger than when the engine is at a high temperature. As a result, the degree of change in the engine rotational speed (the rotational speed of the ring gear) may be increased. In addition, when the battery charge state is lowered, the increase in the pinion rotation speed is slower than when the battery charge state is good, and the pinion rotation speed is synchronized with the ring gear rotation speed. It is conceivable that the period of time becomes longer. In view of this point, in the invention described in claim 8, the required time is set according to the operating state of the engine or an auxiliary machine driven by the engine. By doing so, the time until the pinion meshes with the ring gear can be changed according to the degree of change in the engine rotation speed or the pinion rotation speed due to the difference in the operating state of the engine or the like. Therefore, it is suitable for engaging the pinion with the ring gear at an appropriate timing.
再始動条件の成立後においてピニオンの回転速度と同期するときのリングギヤの回転速度は始動時回転速度に応じて変化し、またピニオン回転速度との同期タイミングにおけるリングギヤの回転速度が変化すると、その同期時におけるリングギヤ回転速度に応じてピニオンの回転駆動時間、つまりスタータの駆動時間が相違すると考えられる。この場合、始動時回転速度によってはスタータの駆動時間が長くなることがあり、これによりスタータを駆動するための電力を無駄に消費してしまうことが懸念される。 After the restart condition is established, the rotation speed of the ring gear when synchronized with the rotation speed of the pinion changes according to the rotation speed at the start, and when the rotation speed of the ring gear changes at the timing synchronized with the pinion rotation speed, the synchronization It is considered that the rotation driving time of the pinion, that is, the driving time of the starter differs depending on the ring gear rotation speed at that time. In this case, depending on the rotational speed at start-up, the starter drive time may be lengthened, and there is a concern that power for driving the starter may be wasted.
加えて、ピニオン回転速度の上昇変化は、外乱等の種々の要因の影響を受けてその上昇度合いが異なり、また、その上昇変化において種々の要因の影響の受けやすさが、ピニオン回転開始からの経過時間(スタータの駆動時間)に応じて相違する。このとき、外乱等の影響を受けやすい期間でピニオンとリングギヤとの噛み合わせが実施されると、ピニオン回転速度の上昇変化の推移が外乱等によって異なることにより、始動時回転速度に対応する上記所要時間が相違し、ピニオン回転速度とリングギヤ回転速度との同期制御におけるロバスト性が低下してしまうことが懸念される。 In addition, the increase in the pinion rotational speed is affected by various factors such as disturbances, and the degree of increase is different. It differs depending on the elapsed time (starter driving time). At this time, if the pinion and the ring gear mesh with each other during a period that is easily affected by disturbance, the change in the increase in the pinion rotation speed varies depending on the disturbance, etc. There is a concern that the time is different and the robustness in the synchronous control of the pinion rotation speed and the ring gear rotation speed is lowered.
その点に鑑み、請求項9に記載の発明では、前記再始動条件の成立から前記ピニオンの回転開始までの待機時間を、前記回転速度検出手段により検出した始動時回転速度に基づいて設定する待機時間設定手段を備え、前記回転制御手段が、前記待機時間設定手段により設定した待機時間に基づいて、前記再始動条件の成立後に前記ピニオンの回転を開始する。こうすることで、スタータの駆動による電力消費を抑制することができ、また同期制御におけるロバスト性の最適化を図ることができる。
In view of this point, in the invention according to
ピニオン回転速度の上昇変化について具体的には、回転開始当初は外乱等の種々の要因によらずほぼ同様に推移し、その後、種々の要因に応じて上昇変化に差が生じる。この場合、ピニオン回転速度とリングギヤ回転速度との同期制御におけるロバスト性の最適化の観点からすると、ピニオンの回転上昇期間において種々の要因(外乱等)の影響が少ない期間、すなわち回転速度の立ち上がりタイミングを含む前期にピニオンとリングギヤとの噛み合わせを実施するのが望ましい。したがって、請求項10に記載の発明のように、前記ピニオンと前記リングギヤとの噛み合わせが、前記ピニオンの回転速度が上昇変化する回転上昇期間のうち該回転速度の立ち上がりタイミングを含む前期に実施されるよう前記始動時回転速度に対して前記待機時間が設定されているものとするとよい。
Specifically, the increase in the pinion rotation speed changes in the same manner regardless of various factors such as disturbance at the beginning of the rotation, and thereafter, a difference occurs in the increase depending on the various factors. In this case, from the viewpoint of optimizing the robustness in the synchronous control of the pinion rotation speed and the ring gear rotation speed, a period during which the influence of various factors (disturbances, etc.) is small in the pinion rotation increase period, that is, the rotation speed rising timing It is desirable to engage the pinion and the ring gear in the previous period including Therefore, as in the invention described in
ピニオンにおいて回転上昇変化に影響を及ぼす要因として具体的には、例えばスタータの温度や、スタータに電力供給するバッテリの充電状態などといったスタータの運転条件に関するパラメータが挙げられる。したがって、請求項11に記載の発明のように、前記スタータの運転条件に関するパラメータに基づいて前記待機時間を可変に設定することにより、ピニオンの回転上昇変化に対して適正な時期に噛み合わせを実施することができる。
Specific examples of factors that affect the rotational increase in the pinion include parameters related to starter operating conditions such as the temperature of the starter and the state of charge of a battery that supplies power to the starter. Therefore, as in the invention described in
(第1の実施形態)
以下、本発明を具体化した第1の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、エンジン制御システムのエンジン停止始動制御装置に具体化している。当該制御システムにおいては、電子制御ユニット(以下、ECUという)を中枢として燃料噴射量の制御や点火時期の制御、アイドルストップ制御等を実施する。この制御システムの全体概略を示す構成図を図1に示す。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is embodied in an engine stop / start control device of an engine control system. In the control system, fuel injection amount control, ignition timing control, idle stop control, and the like are performed with an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) as a center. FIG. 1 is a block diagram showing the overall outline of this control system.
図1において、スタータ10にはモータ11が設けられており、モータ11とバッテリ12との間において、モータ11への通電/非通電を切り替えるモータスイッチ部SL1が設けられている。また、モータスイッチ部SL1には、制御信号に基づいてモータスイッチ部SL1のオン/オフを切り替えるSL1駆動リレー13が接続されている。
In FIG. 1, the
モータ11には、該モータ11によって回転駆動されるピニオン軸14と、通電/非通電の切り替えによりピニオン軸14をその軸線方向に往復動させるコイル15とを備えるアクチュエータSL2が接続されている。ピニオン軸14の一端にはピニオン16が支持されており、このピニオン16において、ピニオン軸14とピニオン16との間で動力の伝達を断続するワンウエイクラッチ17と一体になっている。ピニオン16は、コイル15の非通電時において、エンジン20のクランク軸21に連結されたリングギヤ22に対し非接触の状態で配置されている。
The
プランジャコイル15とバッテリ12との間には、制御信号に基づいてコイル15への通電/非通電を切り替えるSL2駆動リレー18が設けられている。SL2駆動リレー18にオン信号が入力されてSL2駆動リレー18がオン状態にされると、バッテリ12からコイル15への通電が行われ、ピニオン軸14がリングギヤ22に向かって押し出されてリングギヤ22に噛み込まれる。
Between the
また、SL2駆動リレー18にオフ信号が入力されてSL2駆動リレー18がオフ状態にされると、バッテリ12からコイル15への通電が遮断され、図示しないスプリングの付勢力によりピニオン軸14がリングギヤ22に向かう方向とは反対方向に変位する。このピニオン軸14の変位により、ピニオン16とリングギヤ22との噛み込みが解除される。
When the off signal is input to the
ここで、エンジン始動時にエンジン回転速度(リングギヤ22の回転速度)がピニオン16の回転速度よりも高くなり、リングギヤ22によってピニオン16が回転駆動されるようになると、ワンウエイクラッチ17が非結合状態となってピニオン16が空転することにより、ピニオン16の回転がピニオン軸14に伝達されなくなる。これにより、モータ11がエンジン動力によって回転駆動されるのが回避される。
Here, when the engine speed (rotation speed of the ring gear 22) becomes higher than the rotation speed of the
また、本システムには、ドライバのキー操作に基づいてバッテリ12からの電力がモータ11及びコイル15に供給される状態に切り替えるIGスイッチ19が設けられている。さらに、エンジンの所定クランク角毎に(例えば30°CA周期で)矩形状のクランク角信号を出力するクランク角センサ23や、エンジン冷却水の温度を検出する冷却水温センサ24などの各種センサが設けられている。
Further, the present system is provided with an
ECU30は、周知のマイクロコンピュータ等を備えてなる電子制御装置であり、本システムに設けられている各種センサの検出結果等に基づいて、吸入空気量制御や燃料噴射量制御、アイドルストップ制御などの各種エンジン制御や、スタータ10の駆動制御等を実施する。スタータ10の駆動制御についてECU30は、SL1駆動リレー13のオン/オフ信号を出力する出力ポートP1と、SL2駆動リレー18のオン/オフ信号を出力する出力ポートP2とを備えており、出力ポートP1,P2からの制御信号によりモータ11及びコイル15への通電状態をそれぞれ切り替える。
The
上記のシステム構成において実施されるアイドルストップ制御について詳述する。アイドルストップ制御は、エンジン20のアイドル運転時に所定の停止条件が成立すると当該エンジン20を自動停止させるとともに、その後、所定の再始動条件が成立するとエンジン20を再始動させるものである。エンジン停止条件としては、例えば、アクセル操作量がゼロになったこと(アイドル状態になったこと)、ブレーキペダルの踏込み操作が行われたこと、車速が所定値以下まで低下したこと等の少なくともいずれかが含まれる。エンジン再始動条件としては、例えばアクセルの踏込み操作が行われたこと、ブレーキ操作量がゼロになったこと、バッテリ12の充電状態が所定の低下状態になったこと等の少なくともいずれかが含まれる。
The idle stop control performed in the above system configuration will be described in detail. The idle stop control is to automatically stop the
エンジン20の自動停止中に再始動要求があった場合、エンジン20を始動させるべくスタータ10の駆動が開始される。このとき、エンジン自動停止に伴いエンジン20が完全に停止した状態か、又はほぼ停止したとされる極低回転速度領域の状態であれば、ECU30は、再始動要求に伴い、まずSL2駆動リレー18にオン信号を出力することでコイル15への通電を開始する。これにより、再始動要求後直ちにピニオン16をリングギヤ22の方向へ押し出して、ピニオン16をリングギヤ22に噛み合わせる。その後、SL1駆動リレー13にオン信号を出力し、モータ11への通電を開始する。これにより、モータ11の回転駆動に伴いピニオン16が回転され、その回転に伴いリングギヤ22が回転駆動される。すなわち、エンジン停止状態からエンジン20の再始動を行う場合には、ピニオン16をリングギヤ22の方向へ押し出した後、モータ11によりピニオン16が回転されることでクランキングが行われ、エンジン20が再始動される。
When there is a restart request while the
一方、エンジン回転速度の減速中に(エンジン回転速度が略ゼロになる前に)エンジン再始動要求があった場合には、上記とは異なり、モータ11によりピニオン16の回転を開始した後ピニオン16をリングギヤ22の方向へ押し出すことでクランキングが行われる。すなわち、ECU30は、再始動要求があった場合、まずSL1駆動リレー13にオン信号を出力することでモータ11への通電を開始し、ピニオン16の回転を開始する。続いて、SL2駆動リレー18にオン信号を出力し、コイル15への通電を開始する。これにより、ピニオン16の回転速度がリングギヤ22の回転速度と同期した状態においてピニオン16とリングギヤ22との噛み合わせが実施されるようにする。なお、本明細書では、便宜上、リングギヤ22の外周縁に設けられた歯の速度とピニオン16の外周縁に設けられた歯の速度とが所定の関係にある状態を、リングギヤ22の回転速度とピニオン16の回転速度とが同期した状態と表現している。したがって、例えば、リングギヤ22の回転速度とピニオン16の回転速度とが等しいと表現した場合は、リングギヤ22の外周縁に設けられた歯の速度とピニオン16の外周縁に設けられた歯の速度とが等しい場合であり、ピニオン16の実際の回転速度はリングギヤ22の直径とピニオン16の直径との比に応じた回転速度となっている。例えば、上記所定の関係を両者の歯の速度が等しい状態とした場合、リングギヤ22の直径がピニオン16の直径の10倍であれば、リングギヤ22の回転速度とピニオン16の回転速度とが同期した状態において、ピニオン16の実際の回転速度はリングギヤ22の実際の回転速度の10倍の回転速度になる。
On the other hand, if there is an engine restart request during the deceleration of the engine rotation speed (before the engine rotation speed becomes substantially zero), unlike the above, the rotation of the
ところで、リングギヤ22の回転中にピニオン16をリングギヤ22に噛み合わせる際、噛み合わせタイミングが適正でないと、ピニオン16とリングギヤ22との噛み合わせがスムーズに行われず、その結果、クランキングが開始されるまでに時間がかかったり、あるいはピニオン回転速度Nepとリングギヤ回転速度(エンジン回転速度)Nerとの相違に起因してショックが発生したりすることが考えられる。したがって、ピニオン回転速度Nepとリングギヤ回転速度Nerとが同期した状態においてピニオン16とリングギヤ22との噛み合わせを実施するべく、ピニオン16の押出しを開始する時期を適正に設定する必要がある。
By the way, when the
ここで、本発明者らは、ピニオン16の回転開始から上記同期状態でピニオン16とリングギヤ22との噛み合わせが開始されるまでの時間(所要時間TP)が、再始動条件成立時のエンジン回転速度、すなわち再始動要求時のエンジン回転速度(始動時回転速度)に応じて異なることに着目した。すなわち、始動時回転速度が高いほど、エンジン再始動要求時においてピニオン16の回転速度とリングギヤ22の回転速度との差が大きくなり、ピニオン回転速度がリングギヤ回転速度に同期するまでに要する時間が長くなる。また、同期までの時間が長くなることにより、ピニオン16の回転開始から上記同期状態で噛み合わせが開始されるまでの所要時間TPが長くなる。したがって、こうした傾向に基づいて、エンジン再始動要求時のエンジン回転速度と、ピニオン16の回転開始から同期状態で噛み合わせを開始するまでの所要時間TPとを予め関連付けておけば、今回のエンジン再始動における再始動要求時のエンジン回転速度を算出するだけで、その回転速度に対応する所要時間TPを算出することができる。
Here, the inventors determined that the time (starting time TP) from the start of rotation of the
ピニオン16の回転開始から同期状態でピニオン16とリングギヤ22との噛み合わせが開始されるまでのピニオン16の動作について、図2のタイムチャートを用いて更に詳細に説明する。図2は、エンジン再始動時におけるエンジン回転速度NE(リングギヤ回転速度NEr)及びピニオン回転速度NEpの推移を示すタイムチャートである。図中、一点鎖線はエンジン回転速度NEの推移を示し、実線はピニオン回転速度NEpの推移を示す。なお、図中においては、リングギヤ22の外周縁に設けられた歯の速度およびピニオン16の外周縁に設けられた歯の速度を、リングギヤ22の回転速度およびピニオン16の回転速度として示している。
The operation of the
エンジン自動停止中において、エンジン回転速度NEがゼロになる前にタイミングt1でエンジン再始動要求があった場合、図2に示すように、まずSL1駆動リレー13にオン信号が出力され、モータ11が回転駆動される。これにより、ピニオン回転速度NEpが上昇し、エンジン回転速度NEとの差が次第に小さくなっていく。そして、ピニオン16の押出しタイミングtpになった時点でSL2駆動リレー18がオン状態にされ、ピニオン16がリングギヤ22に向かって押し出される。また、ピニオン16の押し出し開始から噛み合わせが開始されるまでの時間(押出し動作時間TA)が経過した後のタイミングt2でピニオン16がリングギヤ22に噛み合わされる。なお、本実施形態では、図示するように、リングギヤ回転速度NErがピニオン回転速度NEpよりも高い状態で両者の噛み合わせが開始されるようにしており、この状態をピニオン回転速度NEpとリングギヤ回転速度NErとの同期状態としている。
When the engine restart request is made at timing t1 before the engine speed NE becomes zero during the engine automatic stop, first, an ON signal is output to the
そして、ピニオン16とリングギヤ22との噛み合いに伴いスタータ10によるクランキングが開始され、その後、エンジン回転速度NEが始動判定値NEth以上になると、SL1駆動リレー13がオフ状態とされることでモータ11への通電が停止され、ピニオン16の回転が停止される。また、SL2駆動リレー18が適宜オフ状態にされることで、ピニオン16の切り離しが適宜行われる。
Then, cranking by the
図2に示すように、ピニオン16の押出しタイミングtpは、モータ11への通電開始によりピニオン回転速度NEpがエンジン回転速度NEに同期するタイミングt2よりも押出し動作時間TAだけ早いタイミングに設定される。換言すれば、ピニオン16の回転開始からピニオン16とリングギヤ22とが噛み合うまでの時間(所要時間TP)は、ピニオン16の回転開始タイミングt1からピニオン16の押出しが開始されるまでの時間(押出し待機時間TSL2)と、ピニオン16の押出し動作時間TAとの和で表される。ピニオン16の押出し動作時間TAがスタータ10の固有の値でありエンジン回転速度の変動を受けないパラメータであるとすると、再始動要求時のエンジン回転速度に応じて所要時間TPを適切に設定することは、押出し待機時間TSL2を再始動要求時のエンジン回転速度に応じて可変にすることにより実現できる。
As shown in FIG. 2, the push-out timing tp of the
以上に基づき本実施形態では、エンジン再始動要求時のエンジン回転速度と、所要時間TPとの関係をマップや数式等により予め定めておき、その関係に基づいて、今回のエンジン再始動における所要時間TPを設定し、その設定した所要時間TPに基づいてピニオン16の押出し制御を実施する。特に本実施形態では、エンジン再始動要求時のエンジン回転速度と所要時間TPとの関係を、同エンジン回転速度と押出し待機時間TSL2との関係として表しており、この関係が例えばマップとしてECU30のメモリ等に予め記憶してある。
Based on the above, in the present embodiment, the relationship between the engine speed at the time of the engine restart request and the required time TP is determined in advance by a map, a mathematical expression, or the like, and based on the relationship, the required time for the current engine restart TP is set and extrusion control of the
図3は、エンジン再始動時におけるスタータ駆動処理に関する処理手順を示すフローチャートである。この処理は、ECU30のマイコンにより所定周期毎に実行される。
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure related to the starter driving process when the engine is restarted. This process is executed at predetermined intervals by the microcomputer of the
図3において、まずステップS10では、エンジン再始動条件が成立しているか否かを判定する。エンジン再始動条件が成立している場合には、ステップS11へ進み、ピニオン16の押出しタイミングtpが設定済みか否かを判定する。ピニオン押出しタイミングtpが設定済みでなければ、ステップS12へ進み、その要求時のエンジン回転速度(始動時回転速度NESTA)を記憶するとともに、始動時回転速度NESTAがエンジン停止判定値NE1以上か否かを判定する。
In FIG. 3, first, in step S10, it is determined whether or not an engine restart condition is satisfied. When the engine restart condition is satisfied, the process proceeds to step S11, and it is determined whether or not the push-out timing tp of the
ここで、エンジン停止判定値NE1は、ピニオン16の回転速度とリングギヤ22の回転速度とを同期させるべくモータ11によりピニオン16を回転開始させた後にピニオン16の押出し制御を実施可能なエンジン回転速度の下限値として設定してあり、本実施形態では例えば200rpmに設定してある。エンジン停止判定値NE1について詳しくは、モータ11によりピニオン回転速度NEpをリングギヤ回転速度NErに同期させるまでの時間、すなわち所要時間TPが、ピニオン16の押出し開始からピニオン16とリングギヤ22との噛み合いが開始されるまでに要する時間(例えば30msec)以上になる場合の始動時回転速度NESTAの下限値として設定してある。
Here, the engine stop determination value NE1 is an engine rotation speed at which the
始動時回転速度NESTAがエンジン停止判定値NE1未満の場合にはステップ13へ進み、通常時のスタータ駆動制御として、ピニオン16の押し出し後にピニオン16が回転されるようSL2駆動リレー18及びSL1駆動リレー13を制御する。
If the starting rotational speed NESTA is less than the engine stop determination value NE1, the routine proceeds to step 13 where the
一方、始動時回転速度NESTAがエンジン停止判定値NE1以上の場合にはステップS14へ進み、始動時回転速度NESTAが自立復帰判定値NE2以下か否かを判定する。ここで、自立復帰判定値NE2は、スタータ10を駆動させることなく混合気の燃焼によりエンジン回転速度を上昇に転じさせることができる(自立復帰することができる)始動時回転速度の下限値として設定してあり、本実施形態では例えば500〜600rpmに設定してある。 On the other hand, if the starting rotational speed NESTA is equal to or higher than the engine stop determination value NE1, the process proceeds to step S14, and it is determined whether the starting rotational speed NESTA is equal to or less than the self-recovery return determination value NE2. Here, the self-recovery return determination value NE2 is set as a lower limit value of the start-up rotational speed that can turn the engine rotational speed up by combustion of the air-fuel mixture without being driven by the starter 10 (can be self-recovered). In this embodiment, for example, the speed is set to 500 to 600 rpm.
始動時回転速度NESTAが自立復帰判定値NE2よりも大きい場合にはステップS15へ進み、スタータ10を作動させずにエンジン20の点火制御及び燃料噴射制御によりエンジン20を再始動させる。これに対し、始動時回転速度NESTAが自立復帰判定値NE2以下の場合にはステップS16へ進み、SL1駆動リレー13をオン状態にしてモータ11への通電を開始する。これにより、モータ11の駆動に伴いピニオン16が回転駆動され、ピニオン回転速度NEpが上昇する。
If the starting rotational speed NESTA is higher than the self-sustained return determination value NE2, the process proceeds to step S15, and the
ステップS17では、始動時回転速度NESTAを読み出し、ステップS18において、ピニオン押出しタイミングtpを算出する。本実施形態では、始動時回転速度NESTAと押出し待機時間TSL2との関係が例えばマップとして予め記憶してあり、今回の再始動時における始動時回転速度NESTAに対応する押出し待機時間TSL2を同マップから読み出す。そして、ピニオン16の回転開始タイミング(本実施形態ではエンジン再始動要求があったタイミング)から、その読み出した押出し待機時間TSL2が経過した時点をピニオン押出しタイミングtpとする。 In step S17, the starting rotational speed NESTA is read, and in step S18, the pinion extrusion timing tp is calculated. In the present embodiment, the relationship between the starting rotational speed NESTA and the extrusion waiting time TSL2 is stored in advance as a map, for example, and the extrusion waiting time TSL2 corresponding to the starting rotational speed NESTA at the time of the current restart is calculated from the map. read out. Then, the point at which the read extrusion waiting time TSL2 has elapsed from the rotation start timing of the pinion 16 (the timing at which the engine restart request is made in the present embodiment) is defined as the pinion extrusion timing tp.
図4は、始動時回転速度NESTAと押出し待機時間TSL2との関係を示すマップの一例を示す図である。図4に示すように、始動時回転速度NESTAがエンジン停止判定値NE1(図4では200rpm)の場合に押出し待機時間TSL2がゼロに設定してあり、始動時回転速度NESTAが高くなるほど、押出し待機時間TSL2が長くしてある。 FIG. 4 is a diagram showing an example of a map showing a relationship between the starting rotational speed NESTA and the extrusion waiting time TSL2. As shown in FIG. 4, when the starting rotational speed NESTA is the engine stop determination value NE1 (200 rpm in FIG. 4), the extrusion waiting time TSL2 is set to zero, and as the starting rotational speed NESTA increases, the extrusion standby Time TSL2 is lengthened.
本実施形態では、リングギヤ回転速度NErがピニオン回転速度NEpよりも高く、かつリングギヤ回転速度NErとピニオン回転速度NEpとの回転速度差ΔNEが所定値(例えば数百rpm程度)以下のときにピニオン16とリングギヤ22との噛み合わせが開始されるようピニオン16の押出しタイミングtpが設定してある(図2参照)。
In the present embodiment, when the ring gear rotational speed NEr is higher than the pinion rotational speed NEp and the rotational speed difference ΔNE between the ring gear rotational speed NEr and the pinion rotational speed NEp is equal to or less than a predetermined value (for example, about several hundred rpm), the
その理由は以下の通りである。すなわち、リングギヤ回転速度NErがピニオン回転速度NEpよりも低い状態で両者が噛み合わされると、リングギヤ22の回転速度がピニオン16の回転力により急速に上昇し、ショックが発生することが考えられる。なお、本システムにはピニオン16と一体になってワンウエイクラッチ17が設けられているため、リングギヤ回転速度NErがピニオン回転速度NEpよりも高い状態でピニオン16とリングギヤ22とを噛み合せても、ワンウエイクラッチ17が非結合状態となってピニオン16が空転することにより、ピニオン16の回転がピニオン軸14に伝達されない。したがって、本実施形態では、リングギヤ回転速度NErがピニオン回転速度NEpよりも回転速度差ΔNEだけ高い状態でピニオン16をリングギヤ22に噛み合わせることにより、噛み合い時におけるショックが抑制されるようにしている。また、リングギヤ回転速度NErとピニオン回転速度NEpとの回転速度差ΔNEが大きくなり過ぎると、ピニオン16からリングギヤ22への回転駆動力の伝達が遅くなるため、エンジンの始動性が低下することとなる。
The reason is as follows. That is, when the ring gear rotational speed NEr is lower than the pinion rotational speed NEp and the two are meshed, the rotational speed of the
図3の説明に戻り、ステップS19では、ピニオン押出しタイミングtpか否かを判定し、ピニオン押出しタイミングtpと判定した場合にはステップS20へ進み、SL2駆動リレー18をオン状態にする。これにより、コイル15への通電が開始され、ピニオン16がリングギヤ22へ向かって押し出される。このとき、ピニオン16の押し出しが、ピニオン16とリングギヤ22との噛み合い開始に最適なタイミングで実施されるため、ピニオン16とリングギヤ22との噛み合い時におけるショック発生が抑制される。
Returning to the description of FIG. 3, in step S <b> 19, it is determined whether or not the pinion extrusion timing tp is reached. If it is determined that the pinion extrusion timing tp is reached, the process proceeds to step S <b> 20 and the
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。 According to the embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.
始動時回転速度NESTAに基づいて、ピニオン16の回転開始からピニオン16とリングギヤ22との噛み合わせ開始までの所要時間TPを設定し、その所要時間TPに基づいてピニオン16の押出し制御を実施する構成としたため、ピニオン16とリングギヤ22との噛み合わせを、始動時回転速度NESTAに応じた適正な時期で実施することができる。また、今回のエンジン再始動における始動時回転速度NESTAを算出するだけで上記所要時間TPを設定できる。さらに、ピニオン16の回転駆動や押出し制御を、SL1駆動リレー13及びSL2駆動リレー18への通電/非通電の切り替え制御により行うため、ピニオン16の回転速度とリングギヤ22の回転速度とを同期させるための制御が複雑になるのが回避される。したがって、複雑な制御や特別な構成を用いることなく、適正なタイミングでピニオン16をリングギヤ22に噛み合わせることができる。
A configuration in which a required time TP from the start of rotation of the
ピニオン16の押出しタイミングtpを、所要時間TPに基づいて制御する構成としたため、ピニオン16とリングギヤ22との噛み合わせを適正な時期に行う点において好適である。また、所要時間TPに基づくピニオン16の噛み合わせ動作の制御を、ピニオン16の押出しタイミングtpを制御することにより行う構成としたため、比較的簡単な制御とすることができる。つまり、噛み合わせ開始の時期を最適にするための制御が複雑にならないようにすることができる。
Since the push-out timing tp of the
始動時回転速度NESTAに基づいてピニオン16の回転開始から噛み合わせまでの所要時間TPを設定することでピニオンの回転速度とリングギヤの回転速度を同期させる構成としたため、ピニオン16の回転速度をリングギヤ22の回転速度に同期させるための通電制御といった複雑な制御を必要としない。つまり、エンジン20のイグニッションスイッチ19によりピニオン16が回転駆動される場合と同一の回転速度で、エンジン20の再始動時においてピニオン16を回転駆動させればよい。
By setting the required time TP from the start of rotation of the
所要時間TPが押出し動作時間TA以上では、ピニオン16とリングギヤ22とを同期すべくピニオン16の回転を開始した後に該ピニオン16をリングギヤ22に噛み込ませることにより、クランキングを速やかに実施できるといった効果や、ショックを低減できるといった効果が好適に得られる。そのため、上記のようなスタータ制御を実施する可能性が高い。したがって、上記の場合に始動時回転速度NESTAに基づいて所要時間TPを制御することにより、複雑な制御を回避できるといった効果を好適に得ることができる。
When the required time TP is equal to or longer than the extrusion operation time TA, cranking can be performed quickly by causing the
所要時間TPが押出し動作時間TAよりも短い場合に、ピニオン16をリングギヤ22に噛み込ませた後、ピニオン16を回転駆動する構成としたため、ピニオン16の回転速度NEpとリングギヤ22の回転速度NErとの同期状態が形成された時点でピニオン16をリングギヤ22に噛み合わせるための複雑な制御を実施しなくて済む。
Since the
リングギヤ回転速度NErがピニオン回転速度NEpよりも高く、かつリングギヤ回転速度NErとピニオン回転速度NEpとの回転速度差ΔNEが所定値以下のときにピニオン16をリングギヤ22に噛み合わせる構成としたため、噛み合い時におけるショックを抑制することができる。このとき、リングギヤ回転速度NErがピニオン回転速度NEpよりも高い状態でピニオン16とリングギヤ22とを噛み合せても、ピニオン16の回転がピニオン軸14に伝達されないため、エンジン20によりスタータ10が駆動されるといった不都合も生じない。また、リングギヤ回転速度NErとピニオン回転速度NEpとの回転速度差ΔNEを定めているため、ピニオン16からリングギヤ22への回転駆動力の伝達が遅くなることによるエンジン20の始動性低下を回避することができる。
Since the ring gear rotation speed NEr is higher than the pinion rotation speed NEp and the rotation speed difference ΔNE between the ring gear rotation speed NEr and the pinion rotation speed NEp is equal to or less than a predetermined value, the
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について、上記第1の実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、再始動要求時のエンジン回転速度である始動時回転速度NESTAに基づいて、エンジン再始動要求のタイミングt1とピニオン16の回転開始タイミングとの間に待機時間を設ける構成としており、この点において上記第1の実施形態と相違する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described focusing on differences from the first embodiment. In the present embodiment, a standby time is provided between the engine restart request timing t1 and the rotation start timing of the
始動時回転速度NESTAに応じて上記待機時間を設けるのは以下の理由からである。すなわち、エンジン20の再始動要求後において、ピニオン16の回転速度と同期する際のリングギヤ22の回転速度は始動時回転速度NESTAに応じて変化し、具体的には、始動時回転速度NESTAの高回転時と低回転時とを比較した場合、高回転時の方が、ピニオン回転速度がより高回転側にあるときにピニオン回転速度とリングギヤ回転速度(エンジン回転速度)とが同期状態になる。そのため、始動時回転速度NESTAが高いほど、ピニオン16の回転駆動時間が長くなり、その結果、モータ11の消費電力が大きくなることが考えられる。
The standby time is provided in accordance with the starting rotational speed NESTA for the following reason. That is, after the
加えて、モータ11の回転によるピニオン16の回転速度には上限があり、ピニオン16の回転速度がその上限値まで上昇した後にピニオン16とリングギヤ22との噛み合わせが実施される場合、ピニオン16の回転開始からピニオン回転速度とリングギヤ回転速度とが同期するまでの時間が長くなる。この場合、モータ駆動による電力消費が大きくなることが懸念される。
In addition, the rotation speed of the
図5は、モータ駆動によるピニオン回転速度NEpの上昇特性を示す図である。図5において、横軸はピニオン16の回転開始からの経過時間を示し、縦軸はピニオン回転速度NEpを示す。
FIG. 5 is a diagram showing an increase characteristic of the pinion rotational speed NEp driven by the motor. In FIG. 5, the horizontal axis indicates the elapsed time from the start of rotation of the
図5の実線に示すように、ピニオンの回転開始直後では、ピニオン16の回転開始からの経過時間が増加するのに伴いピニオン回転速度が大きく立ち上がり、その後、時間の経過につれてピニオン回転速度の上昇変化が緩慢になる。また、ピニオン16の回転開始からの時間がある程度経過すると、ピニオン回転速度NEpが、例えばクランキング回転速度よりも所定値だけ高い回転速度(最高到達回転速度)で略一定になる。そのため、ピニオン回転速度NEpが最高到達回転速度に保持されている期間でピニオン16とリングギヤ22との噛み合いが実施される場合、ピニオン16の回転開始後においてピニオン回転速度NEpとリングギヤ回転速度とが同期状態になるまでピニオン回転速度NEpを最高到達回転速度で保持する時間分、バッテリ12の電力消費に無駄が生じることが考えられる。
As shown by the solid line in FIG. 5, immediately after the start of rotation of the pinion, the pinion rotation speed rises greatly as the elapsed time from the start of rotation of the
また、図5におけるピニオン16の回転速度の上昇変化は、スタータ10の運転条件に関する種々のパラメータ、例えばスタータ10やバッテリ12の温度、あるいはバッテリ12の充電状態等に応じて相違する。具体的には、図5の実線及び破線で示すように、バッテリ電圧VBが低いほど又は温度が高いほど、ピニオン16の最高到達回転速度が小さくなる。なお、スタータ10等の温度が高いほど最高到達回転速度が小さくなるのは、温度が高いほどモータ11のコイル抵抗やバッテリ12の内部抵抗などといった電気的抵抗が大きくなることに起因する。
Further, the increase in the rotational speed of the
さらに、ピニオン回転速度の上昇変化において、外乱等の種々の要因による影響の受けやすさは、ピニオン回転開始からの経過時間(モータ11の駆動時間)に応じて異なる。具体的には、図5に示すように、ピニオン16の回転開始当初は、外乱等の種々の要因によらずほぼ同様に回転上昇し、その後、種々の要因に応じて上昇変化の違いが大きくなる。このとき、種々の要因に応じて上昇変化の違いが大きくなる期間、例えば最高到達回転速度の期間でピニオン16とリングギヤ22との噛み合わせを実施すると、その種々の要因によってピニオン16の上昇変化が異なることに起因して、始動時回転速度NESTAに基づき上記図4のマップにより算出した押出し待機時間TSL2でピニオン16の押し出しを実施したとしても、ピニオン回転速度とリングギヤ回転速度とが同期状態になっていないことがあると考えられる。したがって、ピニオン16とリングギヤ22との噛み合わせは、同期制御におけるロバスト性の適正化を図るべく、ピニオン16の回転速度の上昇変化において種々の要因の影響を受けにくい期間、すなわちピニオン16の回転開始当初に行うのが好ましいと言える。
Further, in the increase change of the pinion rotation speed, the susceptibility to influence by various factors such as disturbances varies depending on the elapsed time from the start of the pinion rotation (drive time of the motor 11). Specifically, as shown in FIG. 5, at the beginning of the rotation of the
そこで、本実施形態では、ピニオン16とリングギヤ22との噛み合わせを実施する場合に、その噛み合わせが、ピニオン16の回転開始当初の期間、具体的には図5において、ピニオン16の回転速度がその回転開始から最高到達回転速度に到達するまでに要する到達期間T2のうちピニオン回転速度の立ち上がりタイミングを含む前期T1に実施されるようモータ11の回転を制御している。より具体的には、本実施形態では、エンジン再始動要求時のエンジン回転速度である始動時回転速度NESTAに基づいて、その再始動要求からピニオン16の回転(モータ11の通電)を開始するまでの回転ディレイ時間TDを設定し、その設定した回転ディレイ時間TDに基づいてモータ11の通電制御を実施する。
Therefore, in this embodiment, when the
図6は、本実施形態のスタータ駆動処理に関する処理手順を示すフローチャートである。この処理は、ECU30のマイコンにより所定周期毎に実行される。なお、図6の処理のうち上記図3と同じ処理については、図3と同じステップ番号を付すことによりその説明を省略する。
FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure related to the starter drive processing of the present embodiment. This process is executed at predetermined intervals by the microcomputer of the
図6において、ステップS30,S31では、図3のステップS10,S11と同様の処理を実施し、ステップS32において、回転ディレイ時間TDが設定済みであるか否かを判定する。再始動条件が成立した直後であれば回転ディレイ時間TDは未設定であることから、ステップS32で否定判定されてステップS33以降へ進む。ステップS33〜S36では、図3のステップS12〜S15と同様の処理を実行する。 6, in steps S30 and S31, the same processing as in steps S10 and S11 of FIG. 3 is performed, and in step S32, it is determined whether or not the rotation delay time TD has been set. If it is immediately after the restart condition is satisfied, the rotation delay time TD is not set, so a negative determination is made in step S32 and the process proceeds to step S33 and subsequent steps. In steps S33 to S36, processing similar to that in steps S12 to S15 in FIG. 3 is executed.
ステップS35で始動時回転速度NESTAが自立復帰判定値NE2以下の場合にはステップS37へ進み、始動時回転速度NESTAに基づいて回転ディレイ時間TDを設定する。本実施形態では、始動時回転速度NESTAと回転ディレイ時間TDとの関係が例えばマップとして予め記憶してあり、同マップから、今回の再始動時における始動時回転速度NESTAに対応する値を読み出してこれを回転ディレイ時間TDとして設定する。 If the starting rotational speed NESTA is equal to or less than the self-recovery return determination value NE2 in step S35, the process proceeds to step S37, and the rotational delay time TD is set based on the starting rotational speed NESTA. In this embodiment, the relationship between the starting rotational speed NESTA and the rotational delay time TD is stored in advance as a map, for example, and a value corresponding to the starting rotational speed NESTA at the current restart is read from the map. This is set as the rotation delay time TD.
図7は、始動時回転速度NESTAと回転ディレイ時間TDとの関係を示すマップの一例である。図7において、始動時回転速度NESTAが回転開始上限値NE3(図7では400rpm)以下では回転ディレイ時間TDがゼロに設定してあり、回転開始上限値NE3よりも大きい回転領域では、始動時回転速度NESTAが大きいほど回転ディレイ時間TDを長くしてある。 FIG. 7 is an example of a map showing the relationship between the starting rotation speed NESTA and the rotation delay time TD. In FIG. 7, the rotation delay time TD is set to zero when the starting rotational speed NESTA is equal to or lower than the rotation start upper limit value NE3 (400 rpm in FIG. 7), and in the rotation region larger than the rotation start upper limit value NE3, The greater the speed NESTA, the longer the rotation delay time TD.
また、図7では、ピニオン16とリングギヤ22との噛み合わせが、ピニオン回転速度NEpの回転開始当初の期間、具体的には、ピニオン16の回転上昇変化の時定数に対応するタイミング(ピニオン16の回転開始から前期T1が経過したタイミング)になる前のタイミングで、ピニオン16とリングギヤ22との噛み合いが実施されるよう、始動時回転速度NESTAが回転開始上限値NE3よりも大きい場合に回転ディレイ時間TDを正の値にしている。換言すれば、始動時回転速度NESTAが回転開始上限値NE3よりも大きい場合には、再始動条件の成立タイミングから回転ディレイ時間TDが経過するまでの間、モータ11の駆動が禁止されるようになっている。
In FIG. 7, the engagement of the
図6の説明に戻り、ステップS38では、再始動要求があったタイミングから回転ディレイ時間TDが経過したか否かを判定し、回転ディレイ時間TDが経過していなければ、そのままモータ11の駆動を停止状態にしておく。一方、回転ディレイ時間TDが経過した場合には、ステップS32で肯定判定された後、ステップS39へ進み、SL1駆動リレー13をオン状態にしてモータ11の通電を開始する。これにより、ピニオン16の回転が開始され、ピニオン回転速度NEpが上昇する。
Returning to the description of FIG. 6, in step S38, it is determined whether or not the rotation delay time TD has elapsed from the timing when the restart request is made. If the rotation delay time TD has not elapsed, the
続くステップS40では、始動時回転速度NESTAに基づいて押出し待機時間TSL2を設定する。押出し待機時間TSL2について本実施形態では、図4のマップを用いることにより、今回の始動時回転速度NESTAに対応する押出し待機時間TSL2を読み出すことにより設定する。また、その設定した押出し待機時間TSL2に基づいて、ピニオン押出しタイミングtpを算出する。ピニオン押出しタイミングtpは、ピニオン16の回転開始タイミング、すなわち再始動条件成立から回転ディレイ時間TDが経過したタイミングを基準に、同基準よりも押出し待機時間TSL2だけ後のタイミングとして算出される。その後、ステップS41及びS42において、図3のステップS19及びS20と同様の処理を実施して本ルーチンを終了する。
In the subsequent step S40, the extrusion waiting time TSL2 is set based on the starting rotational speed NESTA. In the present embodiment, the extrusion waiting time TSL2 is set by reading out the extrusion waiting time TSL2 corresponding to the current starting rotation speed NESTA by using the map of FIG. Further, the pinion extrusion timing tp is calculated based on the set extrusion waiting time TSL2. The pinion extrusion timing tp is calculated as a timing after the extrusion waiting time TSL2 with respect to the rotation start timing of the
図8は、ピニオン16の回転開始から同期状態でピニオン16とリングギヤ22との噛み合わせが実施されるまでのピニオン16の動作について説明するためのタイムチャートである。図8では、始動時回転速度NESTAが回転開始上限値NE3よりも大きい場合を想定している。また、図中、一点鎖線はエンジン回転速度NEの推移を示し、実線はピニオン回転速度NEpの推移を示す。なお、図8では、リングギヤ22の外周縁に設けられた歯の速度およびピニオン16の外周縁に設けられた歯の速度を、リングギヤ22の回転速度およびピニオン16の回転速度として示している。
FIG. 8 is a time chart for explaining the operation of the
図8において、エンジン自動停止中であって、エンジン回転速度NEがゼロになる前のタイミングt11でエンジン再始動要求があったとき、その要求時のエンジン回転速度である始動時回転速度NESTAが回転開始上限値NE3の場合には、その再始動の要求タイミングt11では直ちにモータ11が駆動されず、要求タイミングt11から回転ディレイ時間TDが経過した後のタイミングtm1でSL1駆動リレー13にオン信号が出力される。これにより、ピニオン16の回転が開始されてピニオン回転速度NEpが上昇し、エンジン回転速度NEとの差が次第に小さくなっていく。
In FIG. 8, when the engine restart is requested at the timing t11 before the engine rotational speed NE becomes zero while the engine is automatically stopped, the engine rotational speed NESTA, which is the engine rotational speed at the time of the request, is rotated. In the case of the start upper limit value NE3, the
そして、モータ11の回転開始タイミングtm1から、始動時回転速度NESTAに基づき設定された押出し待機時間TSL2が経過すると、そのタイミングtp1でSL2駆動リレー18がオン状態にされる。これにより、ピニオン16がリングギヤ22に向かって押し出される。また、ピニオン16の押し出し開始から噛み合わせが開始されるまでの時間(押出し動作時間TA)が経過した後のタイミングt12でピニオン16がリングギヤ22に噛み合わされる。
When the extrusion waiting time TSL2 set based on the starting rotational speed NESTA has elapsed from the rotation start timing tm1 of the
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。 According to the embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.
エンジン再始動要求時のエンジン回転速度(始動時回転速度NESTA)に基づいて、その再始動要求からピニオン16の回転開始までの回転ディレイ時間TDを設定し、その設定した回転ディレイ時間TDに基づいてモータ11の通電制御を実施する構成としたため、モータ11の無駄な駆動による電力消費を抑制することができる。また、始動時回転速度NESTAに応じた適正なタイミング、具体的にはピニオン16の回転速度が上昇変化する回転上昇期間のうち該回転速度の立ち上がりタイミングを含む前期でピニオン16とリングギヤ22との噛み合わせを実施することができ、ひいては同期制御におけるロバスト性の最適化を図ることができる。
Based on the engine rotational speed at the time of the engine restart request (starting speed NESTA), a rotation delay time TD from the restart request to the start of rotation of the
(他の実施形態)
本発明は、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されてもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and may be implemented as follows, for example.
・始動時回転速度NESTAと押出し待機時間TSL2との関係に基づいて、今回の始動時回転速度NESTAに対応する押出し待機時間TSL2を設定し、その押出し待機時間TSL2からピニオン16の押出しタイミングtpを算出する構成としたが、始動時回転速度NESTAと所要時間TPとの関係に基づいて、今回の始動時回転速度NESTAに対応する所要時間TPを設定し、その所要時間TPからピニオン16の押出しタイミングtpを算出する構成としてもよい。このとき、所要時間TPから押出し動作時間TAを差し引いた時間が押出し待機時間TSL2となるため、ピニオン16の駆動開始した時点(t1)からその押出し待機時間TSL2だけ後の時点を押出しタイミングtpとする。
Based on the relationship between the starting rotational speed NESTA and the extrusion waiting time TSL2, the extrusion waiting time TSL2 corresponding to the current starting rotational speed NESTA is set, and the extrusion timing tp of the
・所要時間TPを、ピニオン16の回転開始からピニオン16とリングギヤ22との噛み合わせ開始までの時間としたが、これに代えて、ピニオン16の回転開始からピニオン16とリングギヤ22との噛み合わせ完了までの時間とする。
The required time TP is the time from the start of rotation of the
・始動時回転速度NESTAと押出し待機時間TSL2との関係を、エンジン20又はエンジン20によって駆動される補機の運転状態に応じて設定する。すなわち、エンジン再始動要求があった後のエンジン回転速度の落ち込み変化の度合い(傾き)はエンジン20等の運転状態に応じて異なり、具体的には、例えばエンジン冷却水温が低温の場合には高温の場合に比べて、エンジン20のシリンダとピストンとの摺動部におけるフリクションが大きく、結果としてエンジン回転速度NEの落ち込み変化度合いが大きくなることが考えられる。したがって、エンジン冷却水温が低いほど押出し待機時間TSL2が短くなる(ピニオン16の押出しタイミングtpが早くなる)ように押出し待機時間TSL2を設定しておくとよい。また、気筒の圧縮負荷が大きいほど(例えばスロットル開度が大きいほど)、エンジン回転速度の落ち込み度合いが大きくなることに鑑み、気筒の圧縮負荷が大きいほど、押出し待機時間TSL2を短くするとよい。
The relationship between the starting rotational speed NESTA and the extrusion waiting time TSL2 is set according to the operating state of the
さらに、エンジン再始動要求後のエンジン回転速度の落ち込み変化の度合いは、クランク軸21の回転により駆動される補機の駆動状態に応じて変化することが考えられる。具体的には、本システムに車載エアコンが設けられている場合、エアコンがオン状態の場合にはオフ状態の場合に比べてエンジン回転速度の落ち込み変化の度合いが大きくなることが考えられる。したがって、エアコンがオン状態の場合には、オフ状態の場合に比べて押出し待機時間TSL2が短くなる(ピニオン16の押出しタイミングtpが早くなる)ようにするとよい。その他、補機としては、例えばオルタネータ等が挙げられる。
Further, it is conceivable that the degree of change in the engine rotational speed after the engine restart request changes according to the driving state of the auxiliary machine driven by the rotation of the
・エンジン再始動要求があった後のピニオン回転速度NEpの上昇変化の度合い(傾き)がエンジン20の運転状態に応じて異なることに鑑み、始動時回転速度NESTAと押出し待機時間TSL2とを関連付けたマップをエンジン20の運転状態に応じて設定する構成とする。例えば、バッテリ12の充電状態が低下している場合には、充電状態が良好である場合に比べてピニオン回転速度NEpの上昇が緩慢になり、ピニオン回転速度NEpがリングギヤ回転速度NErに同期するまでの時間が長引くことが考えられる。したがって、バッテリ12の充電状態が低下しているほど、押出し待機時間TSL2を長く設定する(ピニオン16の押出しタイミングtpを遅く設定する)のが望ましい。
-Considering that the degree of increase (inclination) of the pinion rotational speed NEp after an engine restart request varies depending on the operating state of the
あるいは、エンジン20の低温時には高温時に比べて、スタータ10内の各部材同士の接触部に塗布されたグリースの粘度が高くなることでピニオン回転速度NEpの上昇が緩慢になり、結果としてピニオン回転速度NEpがリングギヤ回転速度NErに同期するまでの時間が長引くことが考えられる。また、スタータ10の各リレーの温度が高くなることでピニオン回転速度NEpの上昇が緩慢になることも考えられる。したがって、エンジン冷却水温に応じて押出し待機時間TSL2を予め設定しておくのが望ましい。
Alternatively, when the temperature of the
・始動時回転速度NESTAと押出し待機時間TSL2とを関連付けたマップを、スタータ10のモータ11の劣化度合いに応じて設定する構成とする。モータ11の劣化が進行するほど、エンジン再始動要求後のピニオン回転速度NEpの上昇変化の度合いが小さくなり、リングギヤ回転速度NErと同期するタイミングが遅れるからである。モータ11の劣化度合いは、例えばモータ11の使用開始からの経過期間により検出する。
A map that associates the starting rotational speed NESTA and the extrusion waiting time TSL2 is set according to the degree of deterioration of the
・図4のマップに基づき算出した今回のエンジン再始動時における押出し待機時間TSL2又はピニオン16の押し出しタイミングtpを、エンジン20又はエンジン20によって駆動される補機の運転状態に応じて補正する構成とする。上述したように、エンジン再始動要求後におけるエンジン回転速度NEの落ち込み変化度合い又はピニオン回転速度NEpの上昇度合いはエンジン20等の運転状態に応じて異なると考えられる。したがって、算出した押出し待機時間TSL2又はピニオン16の押し出しタイミングtpに、例えば補正係数を乗じることで、押出し待機時間TSL2又はピニオン16の押し出しタイミングtpをエンジン20等の運転状態に応じて変更するとよい。
A configuration for correcting the push-out waiting time TSL2 or the push-out timing tp of the
・ピニオン16の押出し動作時間TAを固定値として説明したが、エンジン20の運転状態に応じて可変とする構成としてもよい。この場合、上記と同様に、バッテリ12の充電状態が低下しているほど、又はエンジン冷却水温が低いほど、押出し待機時間TSL2を長く設定しておくとよい。
Although the pushing operation time TA of the
・イグニッションスイッチ19によりピニオン16が回転駆動される場合と同一の回転速度で、エンジン20の再始動時においてピニオン16が回転駆動される構成としたが、イグニッションスイッチ19によるピニオン16の回転駆動時とエンジン再始動時におけるピニオン16の回転駆動時とで回転速度を変更する構成としてもよい。
The
・上記実施形態では、始動時回転速度NESTAに基づいて、ピニオン16の回転開始タイミングt1からピニオン16の押出しが開始されるまでの時間(押出し待機時間TSL2)を設定し、その設定した押出し待機時間TSL2に基づいてピニオン16とリングギヤ22との噛み合いを実施したが、これを変更し、始動時回転速度NESTAに基づいて、再始動条件の成立に伴うピニオン16の回転開始後において当該ピニオン16の回転速度とリングギヤ22の回転速度との回転差が所定範囲に入るまでの所要時間を設定し、その設定した所要時間に基づいてピニオン16とリングギヤ22との噛み合いを実施する構成とする。この場合、始動時回転速度NESTAと、ピニオン回転速度とリングギヤ回転速度との回転差が所定範囲に入るまでの所要時間との関係をマップ等として予めECU30のROM等に記憶しておく。そして、そのマップから今回のエンジン再始動要求時における始動時回転速度NESTAに対応する所要時間を読み出し、その読み出した所要時間に基づいてピニオン16の押出しタイミングを制御する。このとき、ピニオン16の回転開始から所要時間が経過したタイミングでピニオン16とリングギヤ22との噛み合わせが実施されるようピニオン16の押出しタイミングを制御する。
In the above embodiment, based on the starting rotational speed NESTA, the time from the rotation start timing t1 of the
・上記第2の実施形態における図6のステップS37において、スタータ10の温度や、スタータ10に電力供給するバッテリ12の充電状態や温度などといったスタータ10の運転条件に関するパラメータに応じて回転ディレイ時間TDを可変に設定する。これらのパラメータに応じて、ピニオン16の回転開始からの経過時間に対応するピニオン回転速度NEpが相違するからである。
In step S37 of FIG. 6 in the second embodiment, the rotation delay time TD is determined in accordance with parameters relating to the
具体的には、上記図5の関係を考慮し、バッテリ電圧VBが大きいほど又はスタータ10やバッテリ12の温度が低いほど、回転ディレイ時間TDを短くする。こうすることにより、外乱等の種々の要因が変化した場合であっても、ピニオン16とリングギヤ22との噛み合わせをそれらの同期状態で確実に実施することができる。また、このとき、エンジン20の低温時には高温時に比べてスタータ10内の各部材同士の接触部に塗布されたグリースの粘度が高くなることを考慮して、スタータ10の温度に応じて回転ディレイ時間TDを可変にしてもよい。なお、スタータ10やバッテリ12の温度は、センサ等により直接検出してもよいし、冷却水温センサ24によって検出されるエンジン冷却水温に基づいて間接的に検出してもよい。
Specifically, considering the relationship shown in FIG. 5, the rotation delay time TD is shortened as the battery voltage VB is increased or the temperature of the
・始動時回転速度NESTAと回転ディレイ時間TDとの関係を、エンジン20又はエンジン20によって駆動される補機の運転状態に応じて設定する。具体的には、例えばエンジン冷却水温が低いほどエンジン回転速度NEの落ち込み変化の度合いが大きくなることから、エンジン冷却水温が低いほど回転ディレイ時間TDを短くする。また、気筒の圧縮負荷が大きいほど(例えばスロットル開度が大きいほど)エンジン回転速度の落ち込み変化の度合いが大きくなることから、気筒の圧縮負荷が大きいほど回転ディレイ時間TDを短くする。あるいは、エンジン補機としてのエアコンがオン状態の場合には、オフ状態の場合に比べて回転ディレイ時間TDを短くしてもよい。
The relationship between the starting rotational speed NESTA and the rotation delay time TD is set according to the operating state of the
10…スタータ、11…モータ、13…SL1駆動リレー、14…ピニオン軸、15…コイル、16…ピニオン、17…ワンウエイクラッチ(クラッチ装置)、18…SL2駆動リレー、20…エンジン、21…クランク軸、22…リングギヤ、30…ECU、SL1…モータスイッチ部、SL2…アクチュエータ。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記再始動条件の成立に伴い前記ピニオンの回転を開始する回転制御手段と、
前記再始動条件の成立時のエンジン回転速度である始動時回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記ピニオンと前記リングギヤとの噛み合わせタイミングでそれら両方の回転速度を同期させるべく、前記回転制御手段による前記ピニオンの回転開始から該ピニオンとリングギヤとの噛み合わせまでの所要時間を、前記回転速度検出手段により検出した始動時回転速度に基づいて設定する所要時間設定手段と、
前記所要時間設定手段により設定した所要時間に基づいて、前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせる噛み合わせ動作を制御する噛み合わせ制御手段と、
を備えることを特徴とするエンジン停止始動制御装置。 An automatic stop / start function that automatically stops the engine when a predetermined automatic stop condition is satisfied and then restarts the engine by performing cranking by a starter when a predetermined restart condition is satisfied; An engine stop / start control device that performs cranking in a state where a pinion of the starter is engaged with a ring gear connected to an output shaft of the engine upon restart, and releases the engagement after the cranking is completed. And
Rotation control means for starting the rotation of the pinion with the establishment of the restart condition;
A rotational speed detecting means for detecting a rotational speed at start which is an engine rotational speed when the restart condition is satisfied;
In order to synchronize the rotational speeds of both the pinion and the ring gear at the timing of meshing, the time required from the rotation start of the rotation of the pinion to the meshing of the pinion and the ring gear is detected by the rotational speed detection. Required time setting means for setting based on the starting rotational speed detected by the means;
Meshing control means for controlling a meshing operation for meshing the pinion with the ring gear based on the required time set by the required time setting means;
An engine stop / start control device comprising:
前記再始動条件の成立に伴い前記ピニオンの回転を開始する回転制御手段と、
前記再始動条件の成立時のエンジン回転速度である始動時回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記再始動条件の成立に伴う前記ピニオンの回転開始後において当該ピニオンの回転速度と前記リングギヤの回転速度との回転差が所定範囲に入るまでの所要時間を、前記回転速度検出手段により検出した始動時回転速度に基づいて設定する所要時間設定手段と、
前記所要時間設定手段により設定した所要時間に基づいて、前記ピニオンを前記リングギヤに噛み合わせる噛み合わせ動作を制御する噛み合わせ制御手段と、
を備えることを特徴とするエンジン停止始動制御装置。 An automatic stop / start function that automatically stops the engine when a predetermined automatic stop condition is satisfied and then restarts the engine by performing cranking by a starter when a predetermined restart condition is satisfied; An engine stop / start control device that performs cranking in a state where a pinion of the starter is engaged with a ring gear connected to an output shaft of the engine upon restart, and releases the engagement after the cranking is completed. And
Rotation control means for starting the rotation of the pinion with the establishment of the restart condition;
A rotational speed detecting means for detecting a rotational speed at start which is an engine rotational speed when the restart condition is satisfied;
Start in which the rotational speed detecting means detects the time required for the rotational difference between the rotational speed of the pinion and the rotational speed of the ring gear to enter a predetermined range after the start of the rotational movement of the pinion due to the establishment of the restart condition. Required time setting means for setting based on the hourly rotation speed;
Meshing control means for controlling a meshing operation for meshing the pinion with the ring gear based on the required time set by the required time setting means;
An engine stop / start control device comprising:
前記所要時間設定手段は、所要時間に基づいて前記噛み合わせ動作が開始された場合に、前記ピニオンと前記リングギヤとの噛み合わせが、前記エンジン回転速度が前記ピニオンの回転速度よりも高くかつ前記エンジン回転速度と前記ピニオンの回転速度の差分が所定値以下で実施されるように前記所要時間を設定する請求項1乃至6のいずれか一項に記載のエンジン停止始動制御装置。 The starter is provided with a clutch device that interrupts transmission of the rotational force of the pinion to the starter when the engine rotational speed is higher than the rotational speed of the pinion.
The required time setting means is configured such that when the meshing operation is started based on the required time, the meshing between the pinion and the ring gear is such that the engine rotational speed is higher than the rotational speed of the pinion and the engine The engine stop / start control apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the required time is set so that a difference between a rotation speed and a rotation speed of the pinion is not more than a predetermined value.
前記回転制御手段は、前記待機時間設定手段により設定した待機時間に基づいて、前記再始動条件の成立後に前記ピニオンの回転を開始する請求項1乃至8のいずれか一項に記載のエンジン停止始動制御装置。 Standby time setting means for setting a standby time from the establishment of the restart condition to the start of rotation of the pinion based on the starting rotation speed detected by the rotation speed detection means;
The engine stop start according to any one of claims 1 to 8, wherein the rotation control unit starts rotation of the pinion after the restart condition is satisfied based on the standby time set by the standby time setting unit. Control device.
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